Concepção Estrutural - Roldão Araújo

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UFT
Curso: Engenharia Civil
Concepção Estrutural
Concreto Armado
Professor: Roldão Araújo
Mestre em Estruturas
1. Conceituação preliminar
Segundo Prof. Túlio N. Bittencourt:
“Estabelecimento de um arranjo adequado dos vários elementos estruturais, de modo a 
assegurar que o mesmo possa atender às finalidades para as quais ele foi projetado.”
Segundo Alio Kimura:
“É a primeira etapa de um projeto estrutural, que consiste em definir os dados dos 
materiais a serem empregados, predimensionar os elementos, bem como definir as ações 
que atuarão sobre a estrutura.”
Segundo Prof. Libânio M. Pinheiro:
“Essa etapa, uma das mais importantes no projeto estrutural, implica em escolher os 
elementos a serem utilizados e definir suas posições, de modo a formar um sistema 
estrutural eficiente, capaz de absorver os esforços oriundos das ações atuantes e 
transmiti-los ao solo de fundação.
Criação do modelo estrutural: Definido pelo engenheiro estrutural, depende 
da experiência profissional, de seu repertório de soluções, de seu bom senso e 
de grande intuição. 
2. Diretrizes básicas
Criação do modelo estrutural “ideal” - Alguns pontos relevantes:
2. Diretrizes básicas
• Segurança estrutural (durante e após a construção)
• Economia (custo compatível com o custo total)
• Durabilidade (classe de agressividade do meio ambiente)
• Estética e funcionalidade (relativos ao projeto arquitetônico)
• Construtibilidade (possibilidade e facilidade de execução)
Estudo preliminar – Recomendações de normas, entre elas a NBR 6118:2014
2. Diretrizes básicas
 O projeto deverá ter indicações explícitas dos materiais adotados:
 Fck ao 28 dias
 Módulo de deformação inicial (Eci) e secante (Ecs)
 Relação água/cimento
 Ações pertinentes a serem consideradas
 Dimensões mínimas para cada elemento estrutural
 Avaliação da estabilidade global e deslocamentos globais horizontais
 Avaliação dos deslocamentos verticais imediatos e de longo prazo nos pavimentos
Posicionamento das peças – Comportamento primário dos elementos estruturais
3. Construindo a estrutura
LAJE
Elemento plano bidimensional, apoiado em seu contorno nas vigas, constituindo 
os pisos dos compartimentos; recebe as cargas do piso transferindo-as para as 
vigas de apoio;
VIGA
Elemento de barra sujeita a flexão, apoiada nos pilares e, geralmente, 
posicionadas de acordo as paredes; transfere para os pilares o peso da 
alvenaria apoiada diretamente sobre ela e as reações das lajes;
PILARES
Elementos de barra submetidas preponderantemente a flexo-compressão, 
fornecendo apoio às vigas; transfere as cargas para as fundações.
Elementos de fundações – A escolha predomina pelo tipo de solo
3. Construindo a estrutura
Fundações Superficiais
São empregadas quando o terreno apresenta um solo 
superficial com resistência relativamente elevada e baixa 
compressibilidade. Nestes tipos de fundações, também 
conhecidas por fundações diretas ou rasas, as ações são 
transmitidas ao solo predominantemente pela base.
Fundações Profundas
As fundações profundas são utilizadas quando não é viável 
economicamente o emprego de fundações diretas. Em uma fundação 
profunda, a carga pode ser transmitida predominantemente pela 
base ou por atrito lateral ou ainda por estas duas formas.
Posicionamento das peças – Idéias a serem seguidas
3. Construindo a estrutura
Seqüência: pilares  vigas  lajes
referência: pavimento tipo
Pilares: vãos médios econômicos (de 4 a 6m entre eixos)
1o pilares dos cantos externos
2o pilares das caixas de escadas (comum a todos os pavimentos)
3o pilares dos elevadores
Posicionamento das peças – Idéias a serem seguidas
3. Construindo a estrutura
Pilares: procurar alinhar o maior número possível (gerar pórticos planos)
Posicionamento das peças – Idéias a serem seguidas
3. Construindo a estrutura
Pilares: procurar alinhar o maior número possível (gerar pórticos planos)
Posicionamento das peças – Idéias a serem seguidas
3. Construindo a estrutura
Pilares do pavimento tipo: verificar interferências com os demais andares, salão de 
festas, recepção, principalmente com o piso de garagem (permitir manobras), etc.
Buscar sempre a compatibilização dos pilares do 
pavimento tipo com os demais pavimentos!
Evitar viga de transição!
Posicionamento das peças – Idéias a serem seguidas
3. Construindo a estrutura
Vigas: ficam definidas conforme o alinhamento dos pilares.
Regra geral: onde tem parede, posiciona-
se uma viga ou para dividir uma laje com 
grandes dimensões.
Evitar vãos acima de 6m!
Posicionamento das peças – Idéias a serem seguidas
3. Construindo a estrutura
Lajes: ficam definidas conforme o alinhamento das vigas.
Em geral, pode-se adotar: 
a) 2 a 5 m para o menor vão de lajes armadas em uma direção; 
b) 3 a 6 m para o maior vão de lajes armadas em duas direções.
Posicionamento das peças – Decisões que interferem no comportamento dos 
elementos estruturais:
Transferência de carga
deve-se evitar, na medida do possível, a utilização de apoio de vigas importantes
sobre outras vigas (chamadas apoios indiretos), bem como, o apoio de pilares
em vigas (chamadas vigas de transição);
Vãos
os elementos estruturais devem ser os mais uniformes possíveis, quanto à 
geometria e quanto às solicitações: as vigas devem, em princípio, apresentar 
vãos comparáveis entre;
Dimensões contínuas das estruturas
em construções com dimensões em planta acima de 30 m, é desejável a
utilização de juntas estruturais ou juntas de separação que decompõem a
estrutura original, em um conjunto de estruturas independentes entre si, 
para minimizar os efeitos da retração do concreto e dilatação térmica.
3. Construindo a estrutura
Não existem regras tampouco normas para o pré-dimensionamento. As recomendações 
encontradas na bibliografia especializada resultam da experiência dos calculistas estruturais 
ou são fruto de estudos aprofundados sobre o assunto.
Lajes maciças
A espessura da laje (h) pode ser estimada por:
4. Pré-dimensionamento
40
Lx
h 
Lx é o menor vão da laje.
Deve ser respeitadas as espessuras mínimas 
conforme recomendações da NBR 6118:2014
a) 7 cm para lajes de cobertura não em balanço; 
b) 8 cm para lajes de piso ou de cobertura em balanço; 
c) 10 cm para lajes que suportem veículos de peso total menor ou igual a 30 kN; 
d) 12 cm para lajes que suportem veículos de peso total maior que 30 kN.
Obs.: As lajes dos edifícios necessitam de espessuras adequadas para garantir um isolamento acústico mínimo entre 
pavimentos e evitar deformações indesejáveis. A norma de desempenho, recomenda espessuras mínimas maiores que 
10cm para as lajes, na tentativa de minimizar efeitos negativos com a falta de isolamento acústico e com as 
deformações excessivas.
Vigas
A altura da viga (h) pode ser estimada por:
4. Pré-dimensionamento
As vigas isostáticas poderão ter alturas de:
As vigas contínuas poderão ter alturas de: 
12
L
a
10
L
h 
Obs.: No caso de vãos muito diferentes entre si, deve-se adotar uma altura própria para cada vão 
como se fossem independentes.
Vigas
Cuidados na determinação das alturas das vigas:
4. Pré-dimensionamento
Costuma-se adotar alturas de seção múltiplas de 5 cm, com um mínimo de 
25 cm. Tal critério de altura mínima induz a utilização de vãos maiores ou 
iguais a 2,5 m.
A altura máxima está condicionada ao espaço disponível para a viga e 
para as aberturas de portas. Logo, as alturas das vigas dos pavimentos não 
devem ultrapassar a distância de piso a piso menos a altura das portas e 
caixilhos. 
Dessa, forma não devem ser utilizados, em geral, vãos de vigas superiores 
a 6 m, face aos valores usuais de pé-direito (em torno de 2,8 m).
Vigas
Cuidados na determinaçãodas alturas das vigas:
4. Pré-dimensionamento
Vigas semi-invertidas e invertidas
Pilares
Dimensões encontradas a partir da área de influência: 
A área de influência de cada pilar, é a área do pavimento cujo carregamento é absorvido 
pelo pilar em análise.
4. Pré-dimensionamento
 0,45L: o pilar de canto ou pilar de extremidade na direção da menor dimensão do 
pilar;
 0,55L: complemento dos vãos do caso anterior;
 0,50L: pilar de canto ou pilar de extremidade na direção da maior dimensão do 
pilar.
 intermediários
 extremidade
 canto
Pilares
Dimensões encontradas a partir da área de influência: 
4. Pré-dimensionamento
id
c
σ
0,7)P(nAα
A


Sendo:
α = ao coeficiente de majoração da carga
A = área de influência de cada pilar
P = carga uniformemente distribuída na laje
7 a 13 kN/m2
n = número de repetições de pavimento tipo
0,7 = coef. de cobertura (retira, se for o caso)
σid = tensão ideal de cálculo
)σρf(0,85σ sdcdid 
ρ = taxa geométrica de armadura
σsd= tensão no aço relativa a deformação específica 0,002